第H—章磁場

課程標(biāo)準(zhǔn)備考策略

1.通過實驗，認(rèn)識磁場。了解磁感應(yīng)強度，

1.掌握盛場、磁感應(yīng)強度、安培力、洛倫茲

會用磁感線描述磁場。體會物理模型在探索

力等重要物理概念及左手定則、安培定則等，

自然規(guī)律中的作用。

形成正確的物理觀念。

2.知道磁通量，判斷磁通量的變化。

2.掌握巧電粒子在有界磁場中運動問題的分

3.通過實驗，認(rèn)識安培力。能判斷安培力的

析技巧，會構(gòu)建帶電粒子在有界磁場中為運

方向，會計算安培力的大小。了解安培力在

動模型。

生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

3.重視與現(xiàn)代科技相聯(lián)系以及洛倫茲力在現(xiàn)

4.通過實驗，認(rèn)識洛倫茲力。能判斷洛倫茲

代科技中的應(yīng)用，形成科學(xué)思維素養(yǎng)。

力的方向，會計算洛倫茲力的大小。

4.掌握節(jié)電粒子在復(fù)合場中運動問題的研

5.能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強磁場中

究，重視科學(xué)思維素養(yǎng)提升，全面提升分析

的圓周運動。了解帶電粒子在勻強磁場中的

問題、解決問題的能力

偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用

第1講磁場及其對電流的作用

陶備知識梳理自主學(xué)習(xí)?米班回扣

I.磁場、磁感應(yīng)強度

(1)磁場的基本性質(zhì)

磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作目。

(2)磁感應(yīng)強度

①物理意義：表征磁場的強弱和方向。

②定義式：4=3通電導(dǎo)線垂直于磁場與

8的大小和方向由磁場本身決定，與該處放不放通電導(dǎo)線無關(guān)，在定義式中一定要強調(diào)

通電導(dǎo)線垂直于磁場。

③方向：小磁針靜止時N極的指向。

④單位：特斯拉，符號為T。

(3)勻強磁場

①定義：如果磁場中各點的磁感應(yīng)強度的大小相等、方向擔(dān)顯，這個磁場叫作勻強磁場。

②特點：磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。

(4)地磁場

①地磁的N極在地理南極附近,S極在地理北梃附近，磁感線分布如圖所示。

地磁S極地理北極

②在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應(yīng)強度大小相等,方向水平向北。

(5)磁場的疊加

磁感應(yīng)強度是矢量，計算時與力的計算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進

行合成與分解。

2.磁感線和電流周圍的磁場

(1)磁感線的特點

①磁感線上某點的切線方向就是該點的磁場方向.

②磁感線的疏密程度定性地表示磁場的強弱,在磁感線較密的地方磁場較強:在磁感線

較疏的地方磁場越地。

a.磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點，在磁體外部，由N極指向S極:在磁體內(nèi)部,

由&媽指向N松。

b.同一磁場的磁感線不中斷、不相交、不相切。

c.磁感線是假想的曲線，實際并不存在。

(2)電流的磁場

項目直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場

與條形磁體的磁場相

環(huán)形電流的兩側(cè)是N極

無磁極、非勻強，且距似，管內(nèi)為勻強磁場且

特點和S極，且離圓環(huán)中心

導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱磁場最強,管外為非勺

越遠(yuǎn)，磁場越弱

理磁場

?B心

安培定則

立體圖軻砰

◎避.

橫截

面圖

1??

?

縱截-N

?

N'___"S

面圖,0000、

?1Z^X

3.安培力的大小和方向

⑴大小

若/〃乩F=0；若I_B,F=Bil.

（2）方向

可以用左手定則來判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一

個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向曳近的方向，這時拇指所指的方向就是

通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。安培力方向總垂直于人所決定的平面，即一定垂直

于8和/，但6和/不一定垂直。

（3）兩平行通電導(dǎo)線間的作用

同向電流相互吸引_,反向申，流相互拋

|概念辨析?

1.磁場中某點磁感應(yīng)強度的大小，跟放在該點的試探電流元的情況無關(guān)。（V）

2.磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力的方向一致。

（X）

3.垂直磁場放置的線圖面積減小時，穿過線圖的磁通量可能增大。（J）

4.小磁針N極所指的方向就是該處磁場的方向。（X）

5.在同一幅圖中，磁感線越密，磁場越強。（J）

6.將通電導(dǎo)線放入碣場中，若不受安培力，說明該處磁感應(yīng)強度為0。（X）

母鍵能力提升互動探究?考點希講

考點一安培定則和磁場的疊加

1.安培定則的應(yīng)用

在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因“和“果"。

磁場原因（電流方向）結(jié)果（磁場方向）

直線電流的磁場大拇指四指

環(huán)形電流的磁場四指大拇指

2.磁場疊加的基本思路

（1）確定磁場的場源，是磁體產(chǎn)生的磁場還是電流產(chǎn)生的磁場。

（2）定位空間中需求解滋場的位置（點），利用安培定則判定各個場源在該點產(chǎn)生的磁感應(yīng)

強度的大小和方向。如圖所示，&八以分別為電流M、N在。點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度。

（3）應(yīng)用平行四邊形定則進行合成，如圖中C點的合磁感應(yīng)強度為8。

【典例1】（2024?四川綿陽高三診斷）如圖所示，4c。為一等邊三角形，兩根通過電流

相等的長直導(dǎo)線分別垂直紙面置于力、。兩個頂點，4處導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，D

處導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向外。已知通電長直導(dǎo)線在其周圍某點處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大

小為B=”,4為常量，廠為該點到通電直導(dǎo)線的距離。己知。處磁感應(yīng)強度大小為隊,則

r

CO邊中點￡處的磁感應(yīng)強度大小為（C）

A.3BoB.38o

3

43R

C.3氏D.4Bo

【解析】設(shè)三角形/CO的邊長為，則力處導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為5

=",。處導(dǎo)線在C點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為例=以，如圖所示，C處合磁感應(yīng)強度大小

為&=8icos600+82cos60。="。結(jié)合上述分析知，力處導(dǎo)線在E點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小

L

klkl

為Bi=R=2Bo,。處導(dǎo)線在E點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為&=i=2Bo,E點的合磁感

\37

22

4q

應(yīng)強度大小為盤=貨+4=）?砌，故選C。

1對點演練）

1.如圖所示，直導(dǎo)線48、螺線管E、電磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，其磁場互不影響，開關(guān)

S閉合后，小磁針N極（灰色一端）指示磁場方向正確的是（C）

C.cD.d

解析：根據(jù)安培定則可判斷出也流的磁場方向，再根據(jù)小磁針靜止時N極的指向為磁場

的方向，可知。正確，故選C。

2.（2025?山東濟南高三階段檢測）空間中存在垂直紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為氏，

甲圖是一放置于紙面內(nèi)通有順時針方向恒定電流的環(huán)形導(dǎo)體環(huán)，圓心。處的磁感應(yīng)強度為零。

乙圖是一放置于紙面內(nèi)通有逆時針方向同樣大小恒定電流的半環(huán)形導(dǎo)體環(huán)，下列說法正確的

是（B）

甲乙

A.空間勻強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里

B.乙圖圓心。處的磁感應(yīng)強度為③氏

2

C.乙圖圓心O處的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里

D.乙圖半環(huán)形導(dǎo)體環(huán)中電流在圓心。，處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為8。

解析：根據(jù)安培定則可知，題圖甲中恒定電流在圓心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面

向里，此時圓心。處的磁感應(yīng)強度為零，所以空間句強磁場的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，

故A錯誤；據(jù)題意可知，圓形導(dǎo)體環(huán)在圓心處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為治,則通以逆

時針方向、同樣大小的恒定電流的半圓形導(dǎo)體弧在圓心處產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為8°,

2

根據(jù)安培定則可知，方向垂直紙面向外，所以乙圖圓心。，處的磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向外，

大小為8=8°+8O=%U,故B正確，C、D錯誤。

22

考點二安培力的大小和方向

1.安培力的方向

安培力既垂直于笈也垂直于/,即垂直于4與/決定的平面（如圖所示）。

2.安培力公式〃=8〃的應(yīng)用條件

（1）8與/垂直。

（2）/是有效長度。

①彎曲通電導(dǎo)線的有效長度/等于連接兩端點的直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿兩端點

連線由始端流向末端，如圖所示。

②對于任意形狀的閉合線圈，其有效長度均為0,所以通電后在勻強磁場中受到的安培

力的矢量和為0。

【典例2]（多選）（2024?福建卷）將半徑為r的銅導(dǎo)線半圓環(huán)4C用兩根不可伸長的絕緣

線a、b懸掛于天花板上，力。置于垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度大小為8的勻強磁場中，現(xiàn)給

導(dǎo)線通以自力到C、大小為/的電流，則（BD）

A.通電后兩繩拉力變小

B.通電后兩繩拉力變大

C.安培力為兀8。

D.安培力為28萬

【解析】根據(jù)左手定則可知，通電后，半圓環(huán)力。受到的安培力豎直向下，根據(jù)受力

分析可知，通電后兩繩拉力變大，故A錯誤，B正確；半圓環(huán)力。在磁場中受力的有效長度

為首徑力C則其所受安培力大小為尸=/〃?%?="〃〃，故C錯誤，D正確-

對點演練）

3.如圖所示，虛線的上方存在垂直紙面向外的勻強磁場。將由一粗細(xì)均勻的電阻絲折成

的正五邊形導(dǎo)體框abode置于磁場中（"邊水平），川導(dǎo)線將恒壓電源U連接在導(dǎo)體框的b

兩點，則下列說法正確的是（B）

A."邊所受的安培力方向豎直向上

B.部分與必邊所受的安培力大小之比為1：4

C.ab邊與be邊所受的安培力大小相等

D.導(dǎo)體框所受的安培力為0

解析：由題圖電路可知，流過4人邊的電流方向由力向4,由左手定則可知4人邊所受的

安培力方向豎直向下，A錯誤；設(shè)導(dǎo)體框的邊長為，單位長度的電阻為R）。由歐姆定律可

得流過M邊的電流為/]=",流過灰心。邊的電流為〃=U,又慶邊與M邊在磁場

LRQ4LRO

中的有效長度相等，則由公式b=8〃可知安培力的大小與電流成正比，則bedea部分與他

邊所受的安培力大小之比為1：4,同理外邊與加邊所受的安培力大小之比為4：1,B正確，

C錯誤；整個導(dǎo)體框所受的安培力大小為產(chǎn)=〃（/]+/2M=508,由左手定則可知安培力的方

4/?o

向豎直向下，D錯誤。

4.如圖所示，空間中存在水平向右的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為從半徑為我的圓弧

形導(dǎo)線MN所對應(yīng)的圓心角為240。，其中兩端點的連線與豎直方向的夾角為30。，現(xiàn)在導(dǎo)線

中通有從"到N的電流，電流的大小為/,則下列說法正確的是(B)

A.導(dǎo)線所受的安培力大小為3BIR

B.以。點為軸，使導(dǎo)線沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60。，導(dǎo)線所受的安培力大小為0

C.以。點為軸，使導(dǎo)線沿順時針方向轉(zhuǎn)過90。，導(dǎo)線所受的安培力大小為

2

D.僅將磁場方向轉(zhuǎn)至垂直紙面向外，導(dǎo)線所受的安培力大小為:BIR

解析：導(dǎo)線垂直磁場方向的有效長度為八=R+Rsin30o=3〃，則導(dǎo)線所受的安培力大小

2

為FI=BHI=3BIR,A錯誤：以。點為軸，使導(dǎo)線沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60。，導(dǎo)線垂直磁場方

2

向的有效長度為0,導(dǎo)線所受的安培力為0,B正確；以。點為軸，使導(dǎo)線沿順時針方向轉(zhuǎn)

過90。，導(dǎo)線垂直磁場方向的有效長度為/2=3七導(dǎo)線所受的安培力大小為B=8〃2=3/R,

22

C錯誤；僅將磁場方向轉(zhuǎn)至垂直紙面向外，導(dǎo)線垂直磁場方向的有效長度為/3=2Hcos30。=

3R,則導(dǎo)線所受的安培力大小為B=8〃3=3BIR,D錯誤。

考點三安培力作用下導(dǎo)體運動情況的判斷

1.判斷導(dǎo)體運動情況的基本思路

(1)弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁感線分布情況。

(2)利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況。

(3)確定導(dǎo)體的運動方向或運動趨勢的方向。

2.五種常用判定方法

分割為電流元宜生則安培力方向一整段導(dǎo)體所受合力方向一運動方

電流元法

向

特殊位

在特殊位置f安培力方向f運動方向

置法

等效法環(huán)形電流f小磁針，通電螺線管一條形磁體

同向平行電流互相吸引，異向平行電流互相排斥：兩不平行的宣線電

結(jié)論法

流相互作用時，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢

定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分

轉(zhuǎn)換研究

析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體

對象法

所受電流磁場的作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向

【典例3]一個可以沿過圓心的水平軸自由轉(zhuǎn)動的線圈Li和一個固定的線圈L2互相絕

緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，如圖所示。當(dāng)兩線圈中通以圖示方向的電流時，從左

向右看，線圈匕將（B）

A.不動B.順時針轉(zhuǎn)動

C.逆時針轉(zhuǎn)動D.在紙面內(nèi)平動

【解析】方法一電流元法把線圈Li沿水平轉(zhuǎn)動軸分成上、下兩部分，每一雜分又

可以看成無數(shù)段直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場中，根據(jù)安培定則可知各電流元所在

處的磁場方向向上，由左手定則可得，上半部分電流元所受安培力方向均指向紙外，下半部

分電流元所受安培力方向均指向紙內(nèi)，因此從左向右看線圖Li將順時針轉(zhuǎn)動，故選B。

方法二等效法把線圈Li等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流/2的中心，小磁

針的N極應(yīng)指向該點環(huán)形電流A的磁場方向，由安培定則知A產(chǎn)生的磁場方向在其中心處豎

直向上，而Li等效成小磁針后，轉(zhuǎn)動前，N極指向紙內(nèi)，因此小磁針的N極應(yīng)由指向紙內(nèi)

轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圖L1將順時針轉(zhuǎn)動，故選B。

方法三結(jié)論法環(huán)形電流人、A不平行，則一定有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向平

行為止。據(jù)此可得，從左向右看，線圖Li將順時針轉(zhuǎn)動，故選B。

對點演練）

5.（2025?河北石家莊荀三檢測）一直導(dǎo)線平行于通電螺線管的軸線放置在螺線管的上方,

如圖所示，如果直導(dǎo)線可以自由地運動且通以方向由。到人的電流，則導(dǎo)線受磁場力后的

運動情況為（D）

aIh

mm

oo

+-

A.從上向卜.看順時仍轉(zhuǎn)動并靠近螺線管

B.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管

C.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動并遠(yuǎn)離螺線管

D.從上向下看逆時針技動并靠近螺線管

解析：先由安培定則判斷出通電螺線管的N、S極，確定導(dǎo)線左、右兩端磁感應(yīng)強度的

方向，并用左手定則判斷這兩端受到的安培力方向，如圖甲所示?？梢耘袛鄬?dǎo)線受磁場力后

從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過9（）。時，再分析導(dǎo)線位置的磁場方向，再次用左手定則

判斷導(dǎo)線所受磁場力的方向，如圖乙所示，可知導(dǎo)線還要靠近螺線管，所以D正確，A、B、

C錯誤。

6.在水平桌面一條形磁體的上方，有一根通電直導(dǎo)線由S極的上端平行于桌面移到N

極上端的過程中，磁體始終保持靜止，導(dǎo)線始終保持與磁體垂更，電流方向如圖所示。在這

個過程中，磁體受到桌面對其的摩擦力和彈力情況為（C）

70-*^

?QJZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ/Z1Z//N▲,

A.摩擦力始終為零，彈力大于磁體所受的重力

B.摩擦力始終不為零，彈力大于磁體所受的重力

C.摩擦力方向由向左變?yōu)橄蛴?，彈力大于磁體所受的重力

D.摩擦力方向由向右變?yōu)橄蜃螅瑥椓π∮诖朋w所受的重力

解析：如圖所示，導(dǎo)線在S極上方時?導(dǎo)線所受安培力方向斜向左上方，由牛頓第三定律

可知，磁體受到的磁場力斜向右下方，磁體有向右的運動趨勢，則磁體受到的摩擦力水平向

左；磁體對桌面的壓力大于磁體所受的重力，因此桌面對磁體的彈力大于磁體所受的重力。

當(dāng)導(dǎo)線在N極上方時，導(dǎo)淺所受安培力方向斜向右上方，由牛頓第三定律可知，磁體受到的

磁場力斜向左下方，磁體有向左的運動趨勢，則磁體受到的摩擦力水平向右；磁體對桌面的

壓力大于磁體所受的重力，因此桌面對磁體的彈力大于磁體所受的重力。由以上分析可知，

磁體受到的摩擦力先向左后向右，桌面對磁體的彈力始終大于磁體所受的重力，故A、B、D

錯誤，C正確。

考點四安培力作用下的平衡和加速問題

1.選定研究對象。一般為某段導(dǎo)體棒（線框）。

2.受力分析時，變?nèi)S圖為二維圖，如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分

析圖，其中安培力的方向要注意/安_L8、FJI,如圖所示。

3.列平衡方程或利用牛頓第二定律進行求解。

考向1安培力作用下的平衡問題

【典例4】如圖所示，金屬棒兩端由等長的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的

勻強磁場中，棒中通以由M向N的電流,平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為仇則(C)

A.僅棒中的電流變小，。變大

B.僅兩懸線等長變長，。變大

C.僅金屬棒質(zhì)量變大，夕變小

D.僅磁感應(yīng)強度變大，夕變小

【解析】設(shè)金屬棒的長度為心電流為/,磁感應(yīng)握度大小為伍金屬棒受到的安培力

大小為尸。根據(jù)左手定則可知，通業(yè)金屬棒在磁場中受到的安培力方向水平向右，對金屬棒

受力分析如圖所示，根據(jù)平衡條件可知tan夕="，僅棒中的電流變小，由F=BIL,可知產(chǎn)

mg

變小，則〃變小，故A錯誤：由tan〃=尸知，與兩懸線的長度無關(guān)，所以僅兩懸線等長變長，

mg

。不變，故B錯誤；僅金屬棒質(zhì)量變大，由tan知。變小，故C正確；僅磁感應(yīng)強度變

mg

大，由【an。="知。變大，故D錯誤。

mg

【典例5](2024?重慶卷)小明設(shè)計了如圖所示的方案，探究金屬桿在磁場中的運動情

況，質(zhì)量分別為2〃?、”的金屬桿P、Q用兩根不可伸長的導(dǎo)線相連，形成閉合同路，兩根導(dǎo)

線的間距和P、Q的長度均為A,僅在Q的運動區(qū)域存在磁感應(yīng)強度大小為夙方向水平向

左的勻強磁場。Q在垂直于磁場方向的豎直面內(nèi)向上運動，P、Q始終保持水平，不計空氣阻

力、摩擦和導(dǎo)線質(zhì)鼠，忽略回路電流產(chǎn)生的磁場。重力加速度為g,當(dāng)P勻速下降時，求：

91

?——FR

B

(1)P所受單根導(dǎo)線拉力的大??；

(2)Q中電流的大小。

【解析】(1)由P勻速下降可知，P處于平衡狀態(tài)，所受合力為0,設(shè)導(dǎo)線的拉力大小

為T,對P有2T=2mg,解得T=mgo

(2)設(shè)Q所受安培力大小為廣，對P,Q整體受力分析，有”?g+尸=2〃嗚，AF=B1L,解

得Y

【答案】(l)mg(2)7f

BL

考向2安培力作用下的加速問題

【典例6】(2023?北京卷)2022年，我國階段性建成并成功運行了“電磁橇”，倉]造了

大質(zhì)量電磁推進技術(shù)的世界最高速度紀(jì)錄。一種兩級導(dǎo)軌式電磁推進的原理如圖所示。兩平

行長直金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間垂直安放金屬棒。金屬棒可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且

始終與導(dǎo)軌接觸良好，電流從一導(dǎo)軌流入，經(jīng)過金屬棒，再從另一導(dǎo)軌流回，圖中電源木回

出。導(dǎo)軌電流在兩導(dǎo)軌間產(chǎn)生的磁場可視為勻強磁場，磁感應(yīng)強度8與電流i的關(guān)系式為8

=A/(A?為常量)。金屬棒被該磁場力推動。當(dāng)金屬棒由第一級區(qū)域進入第二級區(qū)域時，回路中

的電流由/變?yōu)?/。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距為乙每?級區(qū)域中金屬棒被推進的距離均為s,金

屬棒的質(zhì)量為/〃。求：

(1)金屬棒經(jīng)過第一級區(qū)域時受到安培力的大小尸；

(2)金屬棒經(jīng)過第一、二級區(qū)域的加速度大小之比m:s；

(3)金屬棒從靜止開始經(jīng)過兩級區(qū)域推進后的速度大小”

【解析】(1)由題意可知，第一級區(qū)域中磁感應(yīng)強度大小為金屬棒經(jīng)過第一級

區(qū)域時受到安培力的大小為F=B\IL=kPL0

(2)根據(jù)牛頓第二定律可知，金屬棒經(jīng)過第一級區(qū)域的加速度大小為⑶二“二"2々第二

mm

級區(qū)域中磁感應(yīng)強度大小為B2=2kl,金屬棒經(jīng)過第二級區(qū)域時受到安培力的大小為F=

81211=4^L,金屬棒經(jīng)過第二級區(qū)域的加速度大小為內(nèi)="=4"2t則金屬棒經(jīng)過第一、

mm

二級區(qū)域的加速度大小之比為S：42=1:4o

(3)金屬棒從辭止開始涇過兩級區(qū)域推進后，根據(jù)動能定理可得產(chǎn)5+廣5=；〃]〃-0,解得

金屬棒從靜止開始經(jīng)過兩級區(qū)域推進后的速度大小為0=LLs

m

【答案】(l)kFL(2)1：4(3)'。坪"

m

課時作業(yè)55

星基礎(chǔ)鞏固■

1.（5分）（多選）（2023?福建卷）地球本身是一個大磁體，其磁場分布示意圖如圖所示。學(xué)

術(shù)界對于地磁場的形成機制尚無共識，一種理論認(rèn)為地磁場主要源于地表電荷隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)

生的環(huán)形電流?；诖死碚?，下列判斷正確的是（AC）

地球自轉(zhuǎn)方向

A.地表電荷為負(fù)電荷

B.環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同

C.若地表電荷的電荷量增加，則地磁場強度增大

D.若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則地磁場強度增大

解析：根據(jù)右手螺旋定則可知，地表電（荷為負(fù)電荷，故A正確；由于地表電,荷為負(fù)電荷，

則環(huán)形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，故B錯誤；若地表電荷的電荷量增加，則等效電流增

大，地磁場強度增大，故C正確：若地球自轉(zhuǎn)角速度減小，則等效電流減小，地磁場強度減

小，故D錯誤。

2.（5分）兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與09在一

條直線上，P。，與。尸在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流/,電流方向如圖所

示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流/時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強度大小為

8,則圖中與導(dǎo)線距離均為d的必、N兩點處的磁感應(yīng)強度大小分別為（B）

E1

A.B、0B.()、2B

C.28、2BD.B、B

解析：兩直角導(dǎo)線可以等效為如圖所示的兩直導(dǎo)線，由安培定則可知，兩直導(dǎo)線在〃處

的磁感應(yīng)強度方向分別為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁感應(yīng)強度大小為0:兩

直導(dǎo)線在N處的磁感應(yīng)強度方向均垂直紙面向里，故N處的磁感應(yīng)強度大小為28,故B正

確。

MN

x?XX

3.（5分）（2023?江蘇卷）如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為8。L形導(dǎo)線通以恒定電流/,

放置在磁場中。已知而邊長為2/,與磁場方向垂直，反邊長為/,與磁場方向平行。該導(dǎo)線

受到的安培力大小為（C）

B

b'?c

A.0B.BIl

C.2BIID.5BU

解析：因從段與磁場方向平行，故不受安培力：尤段與磁場方向垂直，所受安培力大

小F（,b=BI-2l=2BIl,則該導(dǎo)線受到的安培力大小為2B兒故選C。

4.（5分）如圖所示，長方體空間力CQE/iGO歸長：寬：高=2：1：1,其中G"、

Gi、G四點為長方體四條長邊的中點，有兩根通電直導(dǎo)線4、h,電流力沿44方向放置，

電流A沿。。方向放置，兩導(dǎo)線通以相同大小的電流。已知直線電流產(chǎn)生磁感應(yīng)強度大小8

=J（A為常數(shù)，/為電流大小，「為到導(dǎo)線的距離），尸點破感應(yīng)強度大小為s，G點磁感應(yīng)強

r

度大小為生，則81與員的大小之比為（A）

C.2：3D.3：2

解析：根據(jù)直線電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小規(guī)律，設(shè)每根直線電流在b點產(chǎn)生的

磁感應(yīng)強度大小均為4°,則尸點磁感應(yīng)強度大小8i=2B。,也流/i在G點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強

度大小為電流/2在G點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為砌，則G點磁感應(yīng)強度大小治=

2

^2

=6Bo,則*=,故選A。

2比3

5.（5分）如圖所示，兩個完全相同、互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)Q、P（Q平行于紙面，P垂直

「?紙面）中間用絕緣細(xì)線連接，通過另一絕緣細(xì)線懸掛在天花板下，當(dāng)Q有垂直紙面往里看

沿逆時針方向的電流、同時P有從右往左看沿逆時針方向的電流時，關(guān)于兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動（從上

向下看）以及細(xì)線中拉力的變化，下列說法中正確的是（C）

A.Q逆時針轉(zhuǎn)動，P順時針轉(zhuǎn)動，Q、P間細(xì)線拉刀變小

B.Q逆時針轉(zhuǎn)動，P順時針轉(zhuǎn)動，Q、P間細(xì)線拉力變大

C.Q順時針轉(zhuǎn)動，P逆時針轉(zhuǎn)動，Q、P間細(xì)線拉力變小

D.Q順時針轉(zhuǎn)動，P逆時針轉(zhuǎn)動，Q、P間細(xì)線拉力變大

解析：根據(jù)安培定則，Q產(chǎn)學(xué)的磁場的方向垂直于紙.而向外，P產(chǎn)4的磁場方向水平向

右，將Q等效于S極在里、N極在外的小磁針，P等效于左側(cè)S極、右側(cè)N極的小磁針，根

據(jù)同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的特點，P將逆時針轉(zhuǎn)動，Q將順時針轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)動

后P、Q兩環(huán)相互靠近處的電1流的方向相同，所以兩個線圈相互吸引，細(xì)線張力減小，故C

正確，A、B、D錯誤。

6.（5分）如圖為由粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線連接而成的正四面體，正四面體的邊長為處在

垂直于三角形4c。面的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度大小為從將4、。兩點接入直流電

源中，流入正四面體的總電流為/,則4c邊受到的安培力大小為（A）

A.XBILB.XBIL

23

C.XBILD.XBIL

45

解析：謾/IC中的電流為人，根據(jù)電路特點不。等電勢，電流為零，則力￡。與HOC并

聯(lián)，設(shè)每邊阻值為R,通過每支路的電流為根據(jù)電流分配可知/|H=/'X2H,/i+2/'=/,

故2/】=/,Zi=Z,/C邊受到的安培力大小故選A。

22

7.（5分）如圖為等臂電流天平。它的右臂掛有一個質(zhì)量為硒的矩形金屬線圈，匝數(shù)為N,

底邊長為L,下部懸在勻強磁場中，線圈平面與磁場垂直。當(dāng)線圈中通有電流/時，調(diào)節(jié)祛

碼使兩臂達到平衡；然后使電流反向、大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為機的祛眄，

才能使兩臂達到新的平衡。則磁場的磁感應(yīng)強度4的大小為（C）

A(〃i+〃?o)g(〃?+〃[o)g

B.

2NILNIL

C.〃吆D.〃世

2N1LNIL

解析：當(dāng)線圈中通有題圖所示電流/時,調(diào)節(jié)祛碼便兩臂達到平衡，令此時左盤底碼、

右盤石去碼的質(zhì)量分別為如、加2,根據(jù)平衡條件結(jié)合左手定則有〃“g=〃?2g+〃?Qg—使電

流反向、大小不變，故安培力向下，左盤中增加質(zhì)量為〃?的底碼，才能使兩臂達到新的平衡,

則有"hg+〃?g=〃?2g+"】og+N8〃，解得B=〃唁，可知上述結(jié)果與金屬線圖的質(zhì)量無關(guān)，C

2N/L

正確。

8.（5分）如圖為電磁炮的基本原理圖（俯視圖）。水平平行金屬直導(dǎo)軌a、b充當(dāng)炮管，金

屬彈丸放在兩導(dǎo)軌間，與導(dǎo)軌接觸良好，兩導(dǎo)軌左端與一恒流源連接，可使回路中的電流大

小恒為/,方向如圖所示，兩導(dǎo)軌中電流在彈丸所在處產(chǎn)生的磁場視為勻強磁場。若導(dǎo)軌間

距為4彈丸質(zhì)量為〃，，彈丸在導(dǎo)軌上運動的最大距離為s,彈丸能加速的最大速度為巴不

計摩擦，則下列判斷正確的是（Br）

恒/a

流

源

~~b

A.導(dǎo)軌間的磁場方向向上

B.導(dǎo)軌間的磁場磁感應(yīng)強度大小為

21ds

C.彈丸克服安培力做功獲得動能

D.彈丸先做加速度越來越小的加速運動，最后做勻速運動

解析：彈丸在安培力作用下做加速運動，故安培力方向向右，根據(jù)左手定則知導(dǎo)軌間的

磁場方向向下，故A錯誤；加速過程根據(jù)動能定理有BIds='mv2,得出8=〃爐，故B正確；

2lids

安培力做正功彈丸獲得動能，故C錯誤：根據(jù)牛頓第二定律得出故加速度恒定，故

m

D錯誤。

ra/仲A坦口

▲叱寶口I4

9.（5分）（2022?湖南卷）如圖甲，直